Lineaarse impulsi jäävuse seadus
Lineaarse impulsi jäävuse seadus ütleb, et kui kahele kokkupõrkuvale objektile ei mõju väline jõud, on nende impulss enne kokkupõrget võrdne nende impulsiga pärast kokkupõrget.
p1 + p2 = p1 ' + p2 ' …………….. Võrrand 1.4
m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v 1 ' + m 2 v 2 '
Kui pärast kokkupõrget kleepuvad mõlemad objektid kokku,
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
kus: m1 = objekti 1 mass, m2 = objekti 2 mass, v1 = objekti 1 kiirus enne kokkupõrget, v2 = objekti 2 kiirus enne kokkupõrget, v1' = objekti 1 kiirus pärast kokkupõrget, v2 ' = objekti 2 kiirus pärast kokkupõrget, v' = mõlema objekti kiirus pärast kokkupõrget
v või v' on positiivse märgiga, kui objekt liigub paremale, ja negatiivse märgiga, kui objekt liigub vasakule. Kui objektide liikumissuunad on teadmata, kuid mõlemad objektid liiguvad vastassuundades, on kas v-l või v'-l positiivne ja teisel negatiivne märk. Kui mõlemad objektid liiguvad samas suunas, on mõlema objekti v-l või v'-l sama suund. Positiivne või negatiivne märk näitab objekti liikumissuunda.
20 kontseptuaalset küsimust ja vastust lineaarse impulsi jäävuse kohta:
1. Küsimus: Mis on lineaarne impulss? Vastus: Lineaarne impulss, mida sageli nimetatakse lihtsalt impulsiks, on objekti massi ja kiiruse korrutis. See on vektoriaalne suurus ja seda esitatakse kui �= .
2. Küsimus: Kuidas rakendatakse lineaarse impulsi jäävuse reeglit kokkupõrgete korral? Vastus: Süsteemi koguimpulss enne kokkupõrget on võrdne koguimpulsiga pärast kokkupõrget, eeldusel, et süsteemile ei mõju välised jõud.
3. Küsimus: Millistel juhtudel lineaarne impulss säilib? Vastus: Lineaarne impulss säilib kõigis olukordades, kus süsteemile mõjuv väline jõud on null.
4. Küsimus: Kuidas liigub rakett kosmoses edasi, kui sellele ei mõju väline jõud? Vastus: Kosmoses paiskab rakett gaase välja tahapoole ja impulsi jäävuse seaduse tõttu liigub rakett edasi. Väljapaisatud gaaside ja raketi impulss jäävad võrdseks ja vastupidiseks, säilitades netoimpulsi nulliks.
5. Küsimus: Miks uisutaja pöörleb kiiremini, kui ta käed sisse tõmbab? Vastus: Kui uisutaja käed sisse tõmbab, väheneb nende inertsimoment. Nurkmomendi säilitamiseks peab pöörlemiskiirus suurenema.
6. Küsimus: Kas impulss saab säilida, kui süsteemile mõjub väline jõud? Vastus: Välise jõu mõju ajal impulss ei säili. Lühikeste ajavahemike jooksul võib muutus olla tühine ja impulss on ligikaudu säilinud.
7. Küsimus: Mis on impulsi suhtes mitteelastne kokkupõrge? Vastus: Mitteelastse kokkupõrke korral impulss säilib, kuid kineetiline energia mitte. Objektid võivad kokkupõrke ajal kokku kleepuda või deformeeruda.
8. Küsimus: Kuidas saab süsteem ilma välise jõuta hoogu juurde saada? Vastus: Süsteem ei saa ilma välise jõuta hoogu juurde saada. Newtoni kolmas seadus tagab, et süsteemi sees toimuvatel toimingutel on võrdsed ja vastassuunalised reaktsioonid, seega jääb netoimpulss muutumatuks.
9. Küsimus: Mis on impulss ja selle seos impulsiga? Vastus: Impulss on objekti impulsi muutus. See on antud objektile mõjuva jõu ja selle mõjumisaja korrutisena. Impulss on ka vektoriaalne suurus.
10. Küsimus: Kuidas autode turvapadjad impulsi mõistet kasutavad? Vastus: Turvapadjad pikendavad kokkupõrke toimumise aega. See vähendab sõitjatele mõjuvat jõudu, muutes impulsi järkjärgulisemalt ja vähendades vigastusi.
11. Küsimus: Mille poolest erineb põrkamine kokkupõrgetes kinnijäämisest impulsi jäävuse seisukohast? Vastus: Mõlemal juhul impulss säilib. Põrkamisel võivad objektid aga vahetada rohkem kineetilist energiat kui kokku kleepudes.
12. Küsimus: Kas üksik objekt saab säilitada impulsi? Vastus: Isoleeritud objekti impulss säilib, kui sellele ei mõju väline jõud.
13. Küsimus: Kuidas on impulss seotud Newtoni kolmanda seadusega? Vastus: Newtoni kolmas seadus ütleb, et igal toimel on võrdne ja vastassuunaline reaktsioon. See tagab, et impulsi muutused on vastastikmõjuvate objektide vahel tasakaalus, mis viib impulsi jäävuse reeglini.
14. Küsimus: Miks paneb relvast tulistatud kuul relva tagasilöögi? Vastus: Kui kuul saab hoogu edasiliikumiseks, saab relv impulsi jäävuse seaduse tõttu sama palju hoogu tagasiliikumiseks.
15. Küsimus: Kas liikuvate objektidega süsteemis saab impulss olla null? Vastus: Jah, kui kõigi üksikute momentide vektori summa on null. Näiteks kahel võrdse massi ja kiirusega objektil, mis liiguvad vastassuundades, on netoimpulss null.
16. Küsimus: Kuidas on massikeskme liikumine seotud impulsi jäävusega? Vastus: Süsteemi massikeskme liikumine on otseselt seotud süsteemi koguimpulsiga. Kui väliseid jõude ei mõju, liigub massikeskme konstantse kiirusega.
17. Küsimus: Kas plahvatustes säilib impulss alati? Vastus: Jah, koguimpulss enne plahvatust (tavaliselt null) on võrdne koguimpulsiga pärast plahvatust, isegi kui tükid võivad liikuda eri suundades.
18. Küsimus: Kuidas kasutavad basseinimängijad impulsi jäävuse printsiipi? Vastus: Basseinipallide löömisel eeldavad mängijad impulsi jäävuse printsiibi põhjal, kuidas pallid pärast kokkupõrget liiguvad, mis võimaldab neil ennustada löögi tulemusi.
19. Küsimus: Miks auto kohe pärast mootori seiskamist ei peatu? Vastus: Oma hoo tõttu. Kui autole ei mõju väline jõud (näiteks hõõrdumine), siis see jätkab liikumist.
20. Küsimus: Kahe objektiga süsteemis, kui ühe objekti impulss suureneb, mis juhtub teise objekti impulsiga? Vastus: Teise objekti impulss väheneb vastassuunas sama palju, hoides koguimpulsi säilivana.
Lineaarse impulsi jäävuse mõistmine on füüsikas alustala ning sellel on rakendusi alates põhimehaanikast kuni edasijõudnute õppevaldkondadeni.
